混凝去除饮用水中铜绿微囊藻的影响因素及机理
近年来，藻类污染成为威胁饮用水安全的主要问题之一。藻类的存在不仅增加饮用水处理工艺难度，还会对人体健康产生危害。混凝作为一种常用的水处理工艺，可用于去除藻类等悬浮物质及藻类胞外分泌物等大分子物质。在混凝除藻过程中，原水的水质条件和混凝的工艺条件会影响混凝效果及其机理。本论文以原水中常见的一种蓝藻—铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为处理对象，考察了水质条件（浊度、胞外分泌物及离子强度）对混凝效果的影响，重点研究了原水中天然有机物腐殖酸对混凝去除铜绿微囊藻的影响及机理，在此基础上制备并比较了三种改性膨润土（盐酸改性、硫酸改性及微波改性）对混凝去除铜绿微囊藻的助凝效果。实验获得的主要研究结果如下： （1）低混凝剂投量时（<30mg/L）,高浊度时原水（13.8 NTU）条件下铜绿微囊藻的叶绿素a（Chl-a）去除率优于低原水浊度时（6.3 NTU）的去除率。对于高浊度原水， PAC投加量为20mg/L， Chl-a的去除率最大可达87.1％；铜绿微囊藻含胞外分泌物（EOM）时Chl-a的去除效果整体优于不含EOM的去除效果。当含EOM，PAC投加量为20 mg/L时，Chl-a的去除率可达66.6%；Chl-a的去除率随着水体离子强度的增大而逐渐减小，当离子强度增到到0.085mol/L时，Chl-a的去除率仅为28.2%。 （2）低浓度腐殖酸(2mg/L)存在下，混凝去除铜绿微囊藻的最佳pH范围为7.0-8.0，主要的作用机理为吸附电中和作用；高浓度腐殖殖酸(8mg/L)存在下，混凝去除铜绿微囊藻的最佳pH范围为6.0-7.0，主要作用机理推断为吸附电中和、网捕和架桥共同作用，腐殖酸的存在显著降低了铜绿微囊藻去除率；扫描电镜观测到混凝对藻细胞的去除效果较好时，絮体结构相对较密实，体积也相对较大。通过计算絮体分形维数，所获得的絮体分形维数的变化趋势与其混凝效果的相一致。低浓度腐殖酸存在下，pH为8.0时所得絮体的分形维数最大为1.853，高浓度腐殖酸存在下，pH为6.0时所得絮体的分形维数最大为1.704。 （3）盐酸改性膨润土相比原土、硫酸改性膨润土、微波改性膨润土对铜绿微囊藻去除的助凝效果最好。通过对改性膨润土投加量、PAC投加量、pH、投加顺序和沉降时间等条件对混凝工艺进行优化，得到同时去除水中铜绿微囊藻和腐殖酸的最佳条件为：PAC投加量为20mg/L，改性膨润土投加量为30mg/L，先投加PAC后投加改性膨润土，pH为7.0，沉降时间为15min时，在此条件下对Chl-a的去除率可以达94.0%以上，对UV254的去除率可达88.0%以上。
饮用水;铜绿微囊藻;混凝去除法;工艺优化
湘潭大学
硕士
环境科学与工程
葛飞
2014
中文
TU991.22
65
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）